Contenido de silicio y equilibrio del hierro
FeSi75 contiene un 75 por ciento nominal de silicio, y las especificaciones comerciales generalmente permiten un rango de aproximadamente 74 a 80 por ciento en lugar de una sola cifra, porque la práctica del horno y las materias primas producen una dispersión natural. El hierro constituye la mayor parte del resto, siendo el resto aluminio, carbono, calcio, azufre y fósforo en cantidades pequeñas pero significativas. El contenido de silicio es el valor que determina el efecto de desoxidación y aleación, por lo que se prueba en cada lote y se indica en el certificado de análisis. Debido a que el precio normalmente se cotiza por tonelada de aleación en lugar de por unidad de silicio contenido, los compradores deben comparar las ofertas sobre la base del silicio contenido y tener en cuenta la diferencia en el peso adicional que implica el contenido de silicio.
Aluminio: la impureza más importante
El aluminio es la impureza que más diferencia a un FeSi75 de otro. Las especificaciones comúnmente subdividen el grado en clases como A, B y C, donde la clase A contiene aluminio en aproximadamente 1,5 por ciento o menos, la clase B en aproximadamente 2,0 por ciento o menos y la clase C en un nivel superior. El material con bajo contenido de aluminio se produce a partir de una carga más limpia y tiene un precio superior. La razón por la que es importante es que el aluminio cambia la respuesta de inoculación en el hierro fundido, afecta la limpieza del acero donde el aluminio residual está restringido y puede influir en la población de inclusión. Para el uso de inoculantes de fundición, un contenido controlado de aluminio suele ser un requisito de especificación por derecho propio, y algunos grados de inoculantes contienen deliberadamente un nivel definido en lugar del valor más bajo alcanzable.
Carbono, Azufre, Fósforo y Calcio
El carbono en FeSi75 normalmente se mantiene en aproximadamente 0,2 por ciento o menos, y se requieren niveles de carbono más bajos para los aceros que deben evitar la captación de carbono. El azufre normalmente se controla en aproximadamente 0,02 por ciento o menos y el fósforo en aproximadamente 0,04 por ciento o menos, porque ambos son indeseables en la mayoría de los aceros, y el fósforo en particular puede fragilizar los grados de alta resistencia. El calcio está presente en niveles bajos y puede ajustarse en los grados de inoculante porque influye en la nucleación del grafito. La combinación de estos límites, en lugar del contenido de silicio solo, define si un FeSi75 en particular es adecuado para un grado de acero o práctica de fundición específica, y el certificado de análisis de cada lote es el documento que demuestra el cumplimiento.
Subdivisiones de grados y bandas de tamaño
La designación del grado normalmente se escribe con el contenido de silicio y la clase, por ejemplo FeSi75 con una clase de aluminio, y estándares como GB/T 2272 definen los límites correspondientes. La banda de tamaño se especifica junto con la química, con opciones comunes de 10 a 50 milímetros, de 10 a 100 milímetros, de 3 a 10 milímetros y grados de polvo. El tamaño afecta la velocidad de disolución en la cuchara y la recuperación de silicio, y también afecta la manipulación y la generación de polvo. Una distribución de tamaño consistente es tan importante como la química para un comportamiento de adición reproducible, por lo que el certificado de análisis debe ir acompañado de un análisis de tamaño, y el comprador debe acordar qué proporción de material de tamaño insuficiente o excesivo es aceptable en cada envío.
Cómo se debe verificar la composición
La práctica de muestreo y análisis determina cuánta confianza puede depositar un comprador en un certificado. La muestra debe tomarse del lote de forma definida, y el análisis debe abarcar silicio, aluminio, carbono, azufre y fósforo como mínimo, con calcio cuando el grado se utilice como inoculante. La verificación puede ser realizada por el comprador o por un laboratorio independiente sobre una muestra retenida, y el resultado puede compararse con el certificado. Para aplicaciones críticas, es una buena práctica acordar el método analítico así como los límites, porque diferentes métodos pueden dar resultados ligeramente diferentes a niveles bajos de impureza. Se deben mantener registros por lote para que cualquier variación en la composición pueda detectarse y comunicarse con el proveedor antes de que afecte la producción.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuál es la composición química del ferro silicio 75?
Alrededor del 74 al 80 por ciento de silicio con hierro como elemento principal de equilibrio, el aluminio generalmente entre el 1,5 y el 2,5 por ciento o menos, según la clase, el carbono con un 0,2 por ciento o menos, y un bajo contenido de azufre y fósforo.
P: ¿Qué significan las clases A, B y C de FeSi75?
Indican el contenido máximo de aluminio, por lo que la clase A es la más limpia con alrededor del 1,5 por ciento o menos, la clase B alrededor del 2,0 por ciento y la clase C en un nivel más alto adecuado para usos menos exigentes.
P: ¿Por qué se controla el aluminio en el ferrosilicio?
El aluminio afecta la inoculación en hierro fundido, la limpieza del acero y la química residual, por lo que los grados críticos y de fundición especifican límites de aluminio más estrictos que los grados de fabricación de acero a granel.
P: ¿Cuáles son los límites típicos de carbono, azufre y fósforo?
Carbono a aproximadamente 0,2 por ciento o menos, azufre a aproximadamente 0,02 por ciento o menos y fósforo a aproximadamente 0,04 por ciento o menos son límites comunes en la especificación.
P: ¿Qué estándar define la composición de FeSi75?
GB/T 2272 se usa ampliamente para la composición y subdivisiones de grados de ferrosilicio, e ISO 5445 proporciona un marco de especificación internacional para ferrosilicio.
P: ¿Cómo se debe verificar la composición?
Mediante un certificado de análisis que cubra los elementos principales más una muestra retenida, con verificación de laboratorio independiente cuando sea necesario y registros mantenidos por lote para detectar cualquier deriva.